Az SKS és az SWMM összekapcsolása a karszt víztartó rétegekben található mesterséges nyomjelző teszteken alapuló inverz probléma megoldása érdekében

A Baget karsztrendszer elhelyezkedése, a terület geológiai térképe (módosítva [54] -től) és a vízválasztó határa (piros szaggatott vonal). A vizsgált terület a vízgyűjtő vízszintes részét (fekete szaggatott vonal) érinti, a középső hegyekben, a Lachein-völgyben, amelyet a 450 m-es magasságtól a.s.l. 750 m-ig [55]. A képek figyelemre méltó tulajdonságokat mutatnak a környéken: (A) A La Peyrère egy barlang, amely a fő vízelvezető rendszerhez csatlakozik, (B) a P2 Loss a beadási pont a mesterséges nyomjelző vizsgálatokhoz, (C) La Hillère átmeneti újjászületés, ( D) A Moulo de Jaur egy átmeneti újjászületés és a nyomjelző transzport közbenső megfigyelési pontja. (E) Las Hountas a vízválasztó és a nyomjelző helyreállítási pontjának évelő forrása, és (F) B1 a mérőállomás (ürítés, vízmintavétel, és fluoriméter) [13] -ból módosítva.

Csapadék-kisütés idősorok mesterséges nyomjelző tesztek és injektálási helyreállítási idősorok során A mesterséges nyomjelző teszteket 2018 áprilisában hajtották végre (módosítva [13] -tól).

A sztochasztikus karsztszimulátor (SKS) és a csapadékvíz-kezelési modell (SWMM) összekapcsolása az inverz probléma megoldására mesterséges nyomjelző tesztek alapján. Az SKS-t a vezetékhálózat geometriájának, az SWMM-et pedig az áramlás és az oldott anyag transzportjának szimulálására használják, egy pillanatnyi teljes keverési hipotézist feltételezve.

Karsztvezeték-hálózat szimulálása a Baget vízválasztó áramlásának alsó részén az SKS algoritmus segítségével.

Tracer injekció (zöld sávok), kísérleti tartózkodási idő eloszlás (RTD; fekete folytonos vonal) és szimulált RTD görbék: a szürke vonalak szimulált RTD-t képviselnek minden forgatókönyv esetén, a zöld vonalak szimulált RTD-t képviselnek, Nash-Sutcliff hatékonysági együtthatóval (NSE) 0,8 felett. és a piros vonal a legjobb NSE-t biztosító szimuláció (0,89).

A hisztogramok 1000 szimulációra számítottak (a) NSE együtthatóval, (b) szelvényterületen, (c) az átlagos áramlási sebességen és (d) a vezeték hosszán. A szürke sávok az összes adatot tartalmazzák, a zöld sávok pedig a szimulációkat jelentik, amelyek 0,8-nál jobb NSE-t biztosítanak a szimulált RTD és a megfigyelt RTD között.

Az SKS-vel szimulált szintetikus vezetékekből kivont szimulált nyomjelző utak 2D-s ábrázolása.

(a) Áramlási sebesség a nyomjelző transzporttal és (b) áramlási szakasz a nyomjelző transzporttal együtt. A zöld vonalak a szimulációknak felelnek meg, amelyek NSE-vel jobbak, mint 0,8, a piros vonalak pedig a legjobb NSE-t biztosító szimulációknak felelnek meg (0,89).

Absztrakt

1. Bemutatkozás

2. Anyagok és módszerek

2.1. Tanulmányozási hely és terepi adatok

2.2. Modellezési megközelítés

2.2.1. Vezetékes hálózati szimuláció

2.2.2. Flow Simulation

2.2.3. Oldott anyag modellezése

3. Eredmények

3.1. Modell beállítása

3.2. Statisztikai analízis

150 h) Az RTD-csúcsokat rosszul szimulálták. Ezek az alacsonyabb csúcsértékeknek felelnek meg a teljes megfigyelt RTD-ben. Itt a szimulációkat az NSE együtthatóval választottuk ki, amelyet gyakran használnak a hidrológiában a többcsúcsú idősorok értékelésére, de hajlamosak a magas értékek előnyben részesítésére az alacsonyabb értékek rovására [68,69]. Sőt, figyelembe véve a három utolsó injekciót, a többszörös csúcsértékű RTD alakzat nem reprodukálódott. Ellenkezőleg, a fő visszanyerés, amely megfelel a 3–7.

Az első nyomjelző injekció után 120 órával) jól reprodukálhatónak tűnt. Sőt, egyes szimulációk a tartományon kívül esnek, alacsony NSE-értékekkel (vagy negatív értékekkel). Az itt javasolt modellezési megközelítés lehetővé teszi a geometria és a peremfeltételek tartományának vizsgálatát, amelyek elég nagyok ahhoz, hogy megvizsgálják az oldott anyag szállításra gyakorolt hatásukat. Az eredmények statisztikai elemzése szintén megfelelőnek tűnik, mivel a szimuláció elfogadható aránya fizikailag elfogadható eredményeket nyújt.